Гидроклапан тормозной быстродействующий

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Закрытое акционерное общество ЭЛГА(72) Авторы Соболевский Александр Иванович Янченко Владимир Иванович Хрульков Владимир Анатольевич(73) Патентообладатель Закрытое акционерное общество ЭЛГА(57) Гидроклапан тормозной, состоящий из корпуса, в котором расположена полая гильза,по меньшей мере, с одним радиально расположенным каналом, связанным с линией А подвода рабочей жидкости и, по меньшей мере, с одним радиально расположенным каналом, связанным с регулируемой линией В, установленных в гильзе подпружиненных регулирующего и переключающего клапанов, и управляющего поршня, связанного с гидролиниейуправления и размещенного в корпусе с возможностью последовательного взаимодействия с переключающим клапаном и с регулирующим клапаном, при этом регулирующий клапан с гильзой образуют основной запорный элемент, регулирующий клапан с переключающим клапаном образуют вспомогательный запорный элемент, гильза и основной и вспомогательный запорные элементы образуют надклапанную полость, торцы переключающего клапана и регулирующего клапана, расположенные со стороны управляющего поршня, сообщены с линией А подвода, в гильзе, регулирующем клапане и в переключающем клапане выполнены каналы, расположенные с возможностью формирования общего канала между надклапанной полостью Б и регулируемой линией В в заданном диапазоне давлений в линии управления , отличающийся тем, что в переключающем клапане установлен дополнительный золотник, подпружиненный относительно переключающего клапана со стороны управляющего поршня и снабженный радиально расположенными каналами, причем оба торца дополнительного золотника соединены между собой демпферным каналом, при этом дополнительный золотник выполнен и установлен 48312008.12.30 с возможностью формирования между регулируемой линией В и надклапанной полостью Б в заданном диапазоне давлений в линии управленияобщего канала, образованного осевыми и радиально расположенными каналами регулирующего, переключающего клапанов и дополнительного золотника.(56) 1. Заявка 3217285, 1983. 2. Патент 2084709 С 1, 1997. 3. Тормозной клапан, тип . Руководящие указания 27 551/06.03. Сайт фирмынайдено 12.12.2007. Найдено из Интернет /////2700027999/27551/-275512003-06 Полезная модель относится к машиностроительной гидравлике, в частности к запорно-регулирующей аппаратуре, выполняющей функции запорного элемента (гидрозамок) и регулируемого дросселя, и может быть использована в гидросистемах для плавного регулирования скорости независимо от нагрузки на гидромотор или на гидроцилиндр. Тормозные клапаны применяют в приводах механизмов опускания груза кранов, пневмоколесного хода экскаваторов, погрузчиков и других самоходных машин для исключения противообгонного скоростного режима при действии нагрузок, направление которых совпадает с направлением вращения двигателя. Тормозной гидроклапан устанавливают на выходе из гидроцилиндра и управление гидроклапаном осуществляется от подводящей линии гидроцилиндра. Открытие клапана зависит от управляющего давления, обратно пропорционального внешней нагрузке. Вследствие этого скорость опускания груза остается примерно постоянной. В базовой конструкции золотник, установленный в корпусе клапана, удерживается в положении Закрыто пружиной, усилие которой изменяется регулировочным винтом. Известен гидроклапан тормозной, содержащий корпус, в расточке которого установлена гильза со ступенчатой проточкой, отверстиями подвода-отвода рабочей жидкости и седлом, образованным в месте перехода поверхностей проточки, торцевую крышку, установленную в проточке большего диаметра, гидравлически управляемый с одного торца и подпружиненный относительно крышки с другого торца цилиндрический ступенчатый золотник с конической поверхностью, расположенной между ступенями и контактирующей с седлом гильзы, при этом в золотнике выполнены радиальные каналы и ступенчатый осевой канал с уменьшением диаметра его ступеней от торца ступени меньшего диаметра к большему и образованием в месте перехода поверхностей клапанного седла, обратный клапан, поджатый пружиной к клапанному седлу и установленный в осевом канале с образованием надклапанной и подклапанной полостей, сообщенных радиальными каналами с отверстиями подвода-отвода, расположенными в большей и меньшей ступени гильзы,дроссель, образованный внутренней поверхностью меньшей ступени гильзы между седлом и отверстиями подвода-отвода и наружной поверхностью меньшей ступени золотника при его перемещении, полость управления золотником, образованную расточкой корпуса и заглушенным торцом меньшей ступени золотника и сообщенную с отверстием подвода давления управления, выполненным в корпусе, через дополнительный дроссель, и поршень с дроссельным отверстием 1. Недостатком данного гидроклапана тормозного является недостаточная надежность работы, связанная с невозможностью регулировки величины открытия рабочего окна дросселя для пропускания различных по величине потоков рабочей жидкости, невозможностью обеспечения дросселей постоянного сечения защитой от загрязнения. А также в известном гидроклапане отсутствует возможность быстрого (аварийного) закрытия клапана при резком снятии давления в случае остановки потока жидкости в линии подвода. 2 48312008.12.30 Известен также гидроклапан тормозной, который в отличие от описанного выше снабжен фильтрами, дополнительным обратным клапаном, регулировочным винтом, установленным в торцевой крышке с возможностью взаимодействия с поршнем, и заглушкой, в расточке которой установлен поршень с образованием поршневой полости, при этом в золотнике, в ступени большего диаметра, выполнена глухая расточка и в ней установлена заглушка с образованием камеры, в которой установлен один из фильтров, в золотнике также выполнены осевые периферийные каналы, сообщающие надклапанную полость с камерой, и радиальные дроссельные каналы, сообщающие осевые периферийные каналы с дросселем, причем поршневая полость и камеры соединены между собой дроссельным отверстием, а осевой канал золотника выполнен глухим, причем диаметр поршня выполнен меньше диаметра торца меньшей ступени золотника, другой фильтр установлен на входе в полость управления, а дополнительный обратный клапан поставлен параллельно дросселю полости управления 2. Среди технических результатов, достигаемых тормозным клапаном такой конструкции, указаны повышение надежности работы устройства в целом и повышение надежности управления. Однако описанные выше конструкции тормозных клапанов обладают все же недостаточным быстродействием, что усложняет управление ими и может привести к сбоям в работе механизмов. Наиболее близким к заявляемому гидроклапану тормозному по совокупности существенных признаков является гидроклапан тормозной типапроизводства фирмы 3. Тормозной гидроклапан состоит из корпуса, в котором расположена полая гильза, по меньшей мере, с одним радиально расположенным каналом, связанным с линией подвода рабочей жидкости и, по меньшей мере, с одним радиально расположенным каналом, связанным с регулируемой линией. В полости гильзы установлены образующий с гильзой основной запорный элемент, подпружиненный регулирующий клапан, образующий с регулирующим клапаном вспомогательный запорный элемент, подпружиненный переключающий клапан и управляющий поршень. Гильза, основной запорный элемент и вспомогательный запорный элемент образуют надклапанную полость. Управляющий поршень связан с гидролинией управления и размещен в корпусе с возможностью последовательного взаимодействия с переключающим клапаном и с регулирующим клапаном. Торцы переключающего клапана и регулирующего клапана, расположенные со стороны управляющего поршня, сообщены с линией подвода. В гильзе, регулирующем клапане и в переключающем клапане выполнены отверстия, расположенные с возможностью формирования канала между надклапанной полостью Б и регулируемой линией В в заданном диапазоне давлений в линии управления . Гидроклапан такой конструкции, в том числе,выполняет функцию запирания в качестве меры безопасности при разрыве трубопровода и т.п. аварийных ситуациях. Задачей полезной модели является создание гидроклапана тормозного повышенного быстродействия, в котором в случае остановки потока жидкости от линии подвода к регулируемой линии скорость запирания будет более высокой по сравнению с известными конструкциями. Поставленная задача решается заявляемым гидроклапаном тормозным, состоящим из корпуса, в котором расположена полая гильза, по меньшей мере, с одним радиально расположенным каналом, связанным с линией А подвода рабочей жидкости и, по меньшей мере, с одним радиально расположенным каналом, связанным с регулируемой линией В,установленных в гильзе подпружиненных регулирующего и переключающего клапанов, и управляющего поршня, связанного с гидролиниейуправления и размещенного в корпусе с возможностью последовательного взаимодействия с переключающим клапаном и с регулирующим клапаном, при этом регулирующий клапан с гильзой образуют основной запорный элемент, регулирующий клапан с переключающим клапаном образуют вспомогательный запорный элемент, гильза и основной и вспомогательный запорные элементы 3 48312008.12.30 образуют надклапанную полость, торцы переключающего клапана и регулирующего клапана, расположенные со стороны управляющего поршня, сообщены с линией А подвода, в гильзе, регулирующем клапане и в переключающем клапане выполнены каналы, расположенные с возможностью формирования общего канала между надклапанной полостью Б и регулируемой линией В в заданном диапазоне давлений в линии управления . Поставленная задача решается за счет того, что в переключающем клапане установлен дополнительный золотник, подпружиненный относительно переключающего клапана со стороны управляющего поршня и снабженный радиально расположенными каналами,причем оба торца дополнительного золотника соединены между собой демпферным каналом, при этом дополнительный золотник выполнен и установлен с возможностью формирования между регулируемой линией В и надклапанной полостью Б в заданном диапазоне давлений в линии управленияобщего канала, образованного осевыми и радиально расположенными каналами регулирующего, переключающего клапанов и дополнительного золотника. Полезная модель ниже будет рассмотрена более подробно на предпочтительных, но не ограничивающих формах реализации заявляемого гидроклапана тормозного со ссылками на позиции фигур чертежей, на которых представлены Фиг. 1 - продольный разрез заявляемого гидроклапана тормозного Фиг. 2 - фрагмент Е по фиг. 1 в увеличенном виде. На фиг. 1 в продольном разрезе, а на фиг. 2 в виде фрагмента в увеличенном виде изображен гидроклапан тормозной, состоящий из корпуса 1, в котором расположена полая гильза 2, в данной форме реализации, с первым 3 и вторым 4 радиально расположенными каналами, связанными, соответственно, с линией А подвода и регулируемой линией В. В полости гильзы 2 установлен подпружиненный регулирующий клапан 5, образующий с гильзой 2 основной запорный элемент, подпружиненный переключающий клапан 6, образующий с регулирующим клапаном 5 вспомогательный запорный элемент, и управляющий поршень 7. В полости гильзы 2 самой гильзой 2, регулирующим клапаном 5 и переключающим клапаном 6 образована надклапанная полость Б. Управляющий поршень 7 связан с гидролиниейуправления и размещен в корпусе 1 с возможностью последовательного взаимодействия с переключающим клапаном 6 и с регулирующим клапаном 5. В гильзе 2 в зоне установки переключающего клапана 6 и регулирующего клапана 5 выполнены с возможностью сообщения надклапанной полости Б с регулируемой линией В радиально расположенные каналы (позицией не обозначены). Торцы переключающего клапана 6 и регулирующего клапана 5, расположенные со стороны управляющего поршня 7, сообщены с линией А подвода. В регулирующем клапане 5 выполнены радиально расположенные каналы 8 и 9. В переключающем клапане 6 выполнены радиально расположенные каналы 10 и 11. В переключающем клапане 6 установлен дополнительный золотник 12, подпружиненный пружиной 13 относительно переключающего клапана 6 со стороны управляющего поршня 7. Оба торца дополнительного золотника 12 соединены между собой демпферным каналом 14. Регулирующий клапан 5 с переключающим клапаном 6 подпружинены пружинами 15 и 16. Управляющий поршень 7 подпружинен силовой пружиной 17. На переключающем клапане 6 выполнена внешняя кольцевая проточка 18. В дополнительном золотнике 12 выполнены радиально расположенные каналы 19 и 20. Работа гидроклапана тормозного происходит следующим образом. При пропускании жидкости от линии А подвода к рабочему органу (в регулируемую линию В - при давлении в линии подвода, превосходящем давление в регулируемой линии) рабочая жидкость воздействует на торец регулирующего клапана 5 и заставляет его вместе с переключающим клапаном 6 перемещаться вправо по рисунку, сжимая пружины 15, 16 регулирующего 5 и переключающего 6 клапанов. При этом жидкость из надклапанной пружинной полости Б через канал 10, боковую проточку 18 на переключающем кла 4 48312008.12.30 пане 6 и канал 11 вытесняется в регулируемую линию В. Происходит перемещение рабочего органа. Для перемещения рабочего органа в обратную сторону (при давлении в регулируемой линии В большем, чем в линии А подвода) в гидролиниюуправления подается управляющее давление, управляющий поршень 7 перемещает переключающий клапан 6 вправо по рисунку, чем обеспечивается соединение надклапанной полости Б с линией А подвода в результате отпирания вспомогательного запорного элемента, образованного регулирующим 5 и переключающим 6 клапанами, разъединения каналов 10 и 8 и 11 и 9 и отсоединения надклапанной полости Б от регулируемой линии В. Поскольку оба торца регулирующего клапана 5 нагружены равным давлением, он уравновешен, и его перемещение осуществляется за счет взаимодействия сил, определяемых величиной давления в гидролинииуправления и противодействующей силы пружин 15, 16 и силовой пружины 17, подпирающей управляющий поршень 7. Изменением величины давления управления обеспечивается изменение положение регулирующего клапана 5 и, тем самым,регулирование расхода из регулируемой линии В в линию А подвода. В процессе перемещения переключающего клапана 6 вправо по рисунку, в момент времени, когда его запорная часть уже разгерметизирована, а канал 11 еще не перекрыт полностью (т.е. в диапазоне давлений в гидролинииуправления от 0 до значения давления, при котором канал 11 перекрыт полностью), происходит заброс рабочей жидкости из регулируемой линии В в линию А подвода. Это приводит к неконтролируемому рывку рабочего органа машины под действием внешних нагрузок. Для того чтобы в значительной мере устранить это явление, канал 10 выполняется малого диаметра (0,60,8 мм). Однако такое решение приводит к значительному замедлению быстродействия регулирующего клапана 6 при запирании его после прекращения подачи жидкости от линии А подвода к регулируемой линии В. Скорость перемещения регулирующего клапана 5 в этом случае определяется усилием пружин 15, 16 и проходным сечением канала 10, через который происходит заполнение надклапанной полости Б. Таким образом, из-за продолжительного времени запирания регулирующего клапана 5, может возникать значительный сброс рабочей жидкости из регулируемой линии В в линию А подачи, если в ней в этот момент резко снижается давление (например, из-за переключения управляющего гидрораспределителя, не указанного на фиг.). Проявляется это в виде неконтролируемого проседания рабочего органа гидрофицированной машины под действием внешних нагрузок,которое тем больше, чем ниже быстродействие запирания тормозного клапана при прекращении подачи рабочей жидкости от линии А подачи к регулируемой линии В. Для того чтобы исключить возможность неконтролируемого проседания рабочего органа, внутри переключающего клапана 6 расположен дополнительный золотник 12, подпружиненный пружиной 13 относительно переключающего клапана 6 со стороны управляющего поршня 7, причем оба торца дополнительного золотника 12 соединены между собой демпферным каналом 14, а соединение в исходном положении регулируемой линии В с надклапанной полостью Б выполнено через каналы 8, 9 и осевые каналы регулирующего клапана 5, каналы 10, 11 и осевые каналы переключающего клапана 6 и осевые и радиальные 19 и 20 каналы дополнительного золотника 12 таким образом, что при перемещении дополнительного золотника 12 в сторону его подпружиненного торца соединение регулируемой линии В с подпружиненным торцом переключающего клапана 6(с надклапанной областью Б), а соответственно, и с линией А подвода прекращается. В данном случае проходные сечения каналов 10, 11, внешней кольцевой проточки 18 на переключающем клапане 6 и каналов 19 и 20 в дополнительном золотнике 12, соединяющих надклапанную полость Б с регулируемой линией В, выполняются относительно большими, диаметром 3 мм и более, что минимум на порядок повышает скорость запирания регулирующего клапана 5. При этом, в момент принудительного переключения управляющим поршнем 7 переключающего клапана 6 (при подаче управляющего давле 5 48312008.12.30 ния в гидролиниюуправления), соединение линий В и А происходит через демпферный канал 14 малого сечения, выполненный в дополнительном золотнике 12, поскольку давление в надклапанной полости Б в момент разгерметизации запорной части переключающего клапана 6 равно существующему в регулируемой линии В, дополнительный золотник 12, сжимая пружину 13, перемещается влево по рисунку, отсоединяя регулируемую линию В от надклапанной полости Б и линии подвода А. Таким образом, при значительном повышении быстродействия регулирующего клапана 5, достигается практически отсутствие заброса расхода из регулируемой линии В в линию А подвода в момент принудительного перемещения управляющим поршнем 7 переключающего клапана 6 и исключается неконтролируемая просадка рабочего органа. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.